СОДА574
1) Na2CO3 — NaHCO3—2H2O — трона, 2) Na2CO3• ЮН2О — т. н. натрон и 3) Na2CO3 — H2O — т. н. термонатрит. Выпавшие на дно кристаллы собираются и прокаливаются, причём получается 'продукт, содержащий до 95% Na2CO3.
Искусственный метод получения G., имеющий промышленное применение, был предложен впервые Лебланом в 1791.
Процесс Леблана можно представить^в виде след, химич. реакций;
раствора. Маточный раствор после третьей операции содержит аммонийные соли: [NH4C1, (NH4) 2SO4, nh4hco3, (NH4) 2 С03].
Регенерация аммиака из этих солей производится в две стадии. Сначала вследствие нагревания раствора диссоциируют легко разлагающиеся углекислые соли аммония, а затем при воздействии известкового молока разлагаются NH. C1 и (NH4) bSO4, напр.:
2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 4—2НС1.
Na2SO4 4 — СаСОз 4- *С = Na2CO3 + CaS + 2СО2.
CaS 4 — СО2 4 — Н2О = СаСОз + H2S.
H2S + i/2O2 =’H2O + S или H2S+P/2O2=H2O+SO2.
Раствор СаС12 вместе с неиспользованной частью NaCl и др. примесями является отбросом производства. Газообразные NH3 и СО2, образующиеся при разложении аммонийных солей, поступают на первую операцию. — Обжиг СаСО8и приготовление известкового молока. Источником СО2 в содовом! производстве является известняк или мел, к-рый при обжиге разлагается по реакции;
1.
2.
3.
4.
Получаемый по последней реакции SO2 может быть использован для получения N2SO4. В настоящее время способ Леблана не применяется, т. к. он вытеснен экономически более выгодным аммиачным способом Сольве. Напр., в 1908 по способу Леблана было изготовлено 90 тыс. т, тогда как по способу Сольве было приготовлено 2 млн. т.
Аммиачный способ получения кальцинированной С. из поваренной соли предложил впервые Френель в 1811. Первый патент на этот способ взяли Дьюар и Хеминг в 1830. Промышленное осуществление этот способ получил в 1865, когда началась успешная эксплоатация содового завода, построенного бельгийским инженером Сольве, имя к-рого и носит этот способ. Аммиачный способ в основном состоит из след, операпий. — П риготовление аммиачно-соляного раствора. В природном или искусственно приготовленном рассоле с содержанием около 310 г/л NaCl растворяется газообразный аммиак до содержания около 90 г/л. Рассол, кроме NaCl, содержит обычно примеси солей Са и Mg. Газообразный аммиак содержит углекислоту, поэтому при поглощении NH3 и СО2 одновременно происходит очистка рассола от примесей, напр., по реакциям: CaSO4 4- (NH4) 2 СОз = (NH4) 2 SO4 4 — СаСОз (осадок), MgCl2 + 2NH4OH =2NH4C1 4 — Mg (OH) 2 (осадок).
Осадки солей Са и Mg отделяются в отстойниках, а осветлённый аммиачно-соляной раствор постуйает на следующую, вторую операцию. — Карбонизация аммиачно-соляного раствора. В специальных аппаратах колонного типа аммиачный рассол обрабатывается углекислотой; при этом из раствора выделяется в осадок NaHCO3 по реакции: NaCl 4 — NH3 + CO2 4 — Н2О = NaHCOs + NH4C1.
Фильтрация маточной жидкости от осадк a NaHCO3. Выпавшие при второй операции кристаллы NaHCO3 отделяются от маточной жидкости и промываются на барабанных вращающихся вакуум-фильтрах. Промытые кристаллы NaHCO3 с содержанием влаги 15—18% поступают на четвёртую операцию, а маточный раствор — на пятую операцию. — Кальцинация бикарбоната натрия. Кристаллы NaHCO3 поступают во вращающиеся барабаны (сушилки), обогреваемые снаружи топочными газами. NaHCO3 сушится и разлагается по реакции: 2NaHCO3 = Na2CO3 4<С02 4 — Н2О.
Кальцинированная сода поступает на укупорку, а СО2 после осушки и очистки поступает на вторую операцию (см. выше). — Реген ерация аммиака из маточного
2NH4C1 4 — Са (ОН) 2 = СаС12 4—2NH3 4—2НаО.
СаСОз.= СаО 4 — СО2.
Углекислота поступает на вторую операцию, а СаО гасится водой, причём получается известковое молоко [СаО+Н2О=Са(ОН) 2], к-роо поступает на предыдущую операцию. Использование NaCl колеблется в пределах 65—70%.
На 1 т С. расходуется ок. 1.600 кз NaCl, 3—4 кг NH3 (пополнение потерь NH3 в производстве), 1.400 кг известняка.
Производство каустической С. ведётся тремя способами: ферритным, известковым и электролитическим. — Ф ерритный способ (Левига) состоит в том, что кальцинированная С. смешивается с окисью железа в отношении 1 : 2, 8. Смесь прокаливается ва вращающихся печах при темп-ре 1.200°, причём образуется феррит натрия по реакции: Ыа2С0з 4 — Ге20з =*Na2O • Fe2O3 4 — СО2.
Феррит натрия разлагается водой; Na2O • Ге20з 4 — Н2О = 2NaOH 4 — Fe2O3.
Окись железа возвращается обратно на приготовление смеси с С., а раствор, содержащий ок. 400 г/л NaOH, после осветления и отстаивания упаривается на вакуум-выпарной установке и окончательно уваривается (плавится) в открытых чугунных горшках, обогреваемых топочными газами, или же в закрытых вакуумаппаратах, обогреваемых перегретой водой или паром при давлении около 250 атм. и температуре ок. 365°. Каустик после плавки разливается в железные барабаны, где и застывает в твёрдую массу. Расход основных материалов на 1 m 92% каустика: кальцинированной С. — 1, 33 т, окиси железа — 0, 02 ш, мазута для прокалки смеси — ок. 0, 45 т, угля для горшков — 0, 4 т, пара — 2, 6 т. — Известк овый способ. Раствор С. с содержанием ок.
260 г/л Na2CO3 смешивается при нагревании до 90° с известковым молоком. В результате получается раствор NaOH и осадок — шлам, содержащий гл. обр. СаСО3: Na2GO3 4 — Са (ОН) 2 == 2NaOH 4 — СаСО3.
Осадок СаСО3’декантируется, отделяется от раствора NaOH, отмывается от щёлочи и идёт в отброс. Раствор же NaOH с содержанием до 110 г/л NaOH перерабатывается на твёрдый продукт путём, аналогичным способу Левига (см. выше). — Э лектролитический способ — см. Хлор.
Производство двууглекислой С. Технич. бикарбонат натрия, полупродукт завода кальцинированной С., в смеси с водой разлагается
